岸邊集裝箱起重機(jī)后大梁小車軌道高低差調(diào)整工藝

項(xiàng)旭東 趙雙寶 談 奇

上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司長興分公司

1 引言

岸邊集裝箱起重機(jī)(以下簡稱岸橋)利用主小車將集裝箱船舶上的貨物在船、碼頭和內(nèi)場(chǎng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。小車運(yùn)行系統(tǒng)是岸橋的三大運(yùn)行系統(tǒng)之一，小車運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)的小車軌道是小車平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵部件。

為提高岸橋的生產(chǎn)效率，岸橋小車的運(yùn)行速度目前已經(jīng)達(dá)到300 m/min，甚至更高。由于運(yùn)行小車在工作的時(shí)候負(fù)載變化大，頻繁的起制動(dòng)，使小車軌道承受著復(fù)雜的交變載荷和起制動(dòng)慣性力。因此，小車軌道的安裝質(zhì)量直接影響到小車能否高效、安全地運(yùn)行。岸橋小車軌道分前大梁和后大梁部分，本文以某岸橋項(xiàng)目總裝后，后大梁小車軌道之間出現(xiàn)的高低差問題為背景，提出解決方法。

2 原因分析

小車軌道高低差指的是以水平面為基準(zhǔn)，左右側(cè)大梁小車軌道上表面在同一截面(垂直于運(yùn)行小車移動(dòng)方向)上產(chǎn)生的高低差值(見圖1)。質(zhì)檢通過后進(jìn)行后大梁小車軌道水平的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目機(jī)器房吊裝到位后，后拉桿節(jié)點(diǎn)板位置左右側(cè)小車軌道存在最大值為14 mm的高低差，具體數(shù)據(jù)見圖2。

圖1 軌道高低差示意圖

圖2 小車軌道高低差測(cè)量數(shù)據(jù)

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在垂直于運(yùn)行小車移動(dòng)方向的平面內(nèi)，2根小車軌道相對(duì)部位的高低差不應(yīng)超過小車軌道中心距的0.15%，且最大不超過10 mm。該項(xiàng)目后大梁小車軌道高低差最大值已達(dá)到14 mm，不符合要求，必須進(jìn)行整改。

經(jīng)過分析，岸橋前后大梁整體吊裝后，小車軌道出現(xiàn)高低差有3個(gè)方面的原因：

(1)在岸橋總裝階段，大車行走機(jī)構(gòu)下方鋪設(shè)的是臨時(shí)軌道，由于總裝碼頭地面不平整，岸橋在左右方向偏一側(cè)傾斜，導(dǎo)致上部小車軌道產(chǎn)生高低差現(xiàn)象。

(2)后大梁在鋼結(jié)構(gòu)制作階段，支撐小車軌道的承軌梁上表面存在制作偏差，這個(gè)問題在岸橋總裝前未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行整改，導(dǎo)致總裝后其中一側(cè)小車軌道偏高或偏低。

(3)該項(xiàng)目小車軌道至地面的理論高度達(dá)57 m，岸橋門框系統(tǒng)外形尺寸較大，雖其尺寸均合格，但在前后大梁最后一吊時(shí)，門框系統(tǒng)瞬間承受較大載荷，門框系統(tǒng)內(nèi)的焊接構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力釋放，使整個(gè)門框系統(tǒng)發(fā)生微變形，再加上總裝階段其他構(gòu)件的拼裝累積誤差，導(dǎo)致左右側(cè)小車軌道產(chǎn)生高低偏差。

3 方案論證及實(shí)施

小車軌道主體部分由軌道、軌道壓板組件、橡膠襯墊、T型承軌梁等組成(見圖3)。T型承軌梁與前后大梁燒焊連接，小車軌道和橡膠襯墊通過軌道壓板組件與T型承軌梁連接在一起。在岸橋門框系統(tǒng)內(nèi)，后大梁與其他構(gòu)件間屬剛性連接，各部件之間的關(guān)聯(lián)性較大，且該問題的發(fā)現(xiàn)往往是在岸橋總裝完成，整體試車之前，這使得后大梁小車軌道高低差的調(diào)整工作變得很困難。

圖3 后大梁小車軌道結(jié)構(gòu)

鑒于該項(xiàng)目已經(jīng)處于整體總裝狀態(tài)，且受各項(xiàng)不利因素的限制，根據(jù)實(shí)際情況提出4種調(diào)整方案。

正解：事實(shí)上,Cu與稀硝酸反應(yīng)后生成的硝酸銅中還有硝酸根離子,同樣在硫酸中具有強(qiáng)氧化性,仍可以和過量的Cu粉反應(yīng)生成NO氣體。該題最好寫離子方程式計(jì)算:4H2O,從離子方程式可以看出,反應(yīng)時(shí)按的物質(zhì)的量之比為3∶8∶2進(jìn)行,而題中三者物質(zhì)的量之比為3∶6∶4。顯然,H+不足量,按H+計(jì)算,生成的NO氣體物質(zhì)的量為3mol。

3.1 反向調(diào)整下橫梁水平

3.1.1 方案論證

根據(jù)測(cè)量報(bào)告結(jié)果可知，如果不進(jìn)行調(diào)整，下橫梁水平值在合格范圍內(nèi)，但左端水平高度尺寸比右端低，這與后大梁小車軌道所呈現(xiàn)出的高低差趨勢(shì)一致。理論上通過反向調(diào)整下橫梁水平來消除小車軌道高低差的方案具有一定的可行性。假定整個(gè)門框系統(tǒng)是一個(gè)剛性體，經(jīng)過理論計(jì)算可知，通過調(diào)整下橫梁水平，使左端比右端高6 mm，則后大梁小車軌道高低差就會(huì)變成8 mm，即符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1.2 方案實(shí)施

在面海左側(cè)大車行走機(jī)構(gòu)大平衡梁下方布置液壓千斤頂裝置，邊頂升邊測(cè)量下橫梁左右側(cè)水平數(shù)據(jù)，直至左端比右端高6 mm為止。保持這種狀態(tài)一段時(shí)間，并再次測(cè)量水平值3次，確保數(shù)值無變化后，測(cè)量后大梁小車軌道高低差，發(fā)現(xiàn)最大高低差值僅僅比調(diào)整前小了1 mm，達(dá)不到理論數(shù)據(jù)值，仍然不符合要求。

經(jīng)分析，岸橋整個(gè)門框系統(tǒng)屬于剛性連接體，然而門框整體高度尺寸約6.2 m，與調(diào)整量的比率值過大?？傮w來說，大尺寸的門框系統(tǒng)相對(duì)于幾毫米的調(diào)整量，存在一定的彈性余量。因此，調(diào)整下橫梁水平高度后會(huì)出現(xiàn)小車軌道高低差幾乎無變化的現(xiàn)象。該方法不能達(dá)到調(diào)整軌道高低差的目的。

3.2 調(diào)整后拉桿支撐架高度

3.2.1 方案論證

岸橋的后拉桿是指連接后大梁末端和梯形架頂端的構(gòu)件，中心位置安裝后拉桿支撐架(人字架)，確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本項(xiàng)目后大梁小車軌道高低差超差位置靠近后大梁末端拉桿節(jié)點(diǎn)板，從理論分析可知，調(diào)整人字架高度產(chǎn)生的變化可直接反映到后大梁上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后大梁軌道高低差的調(diào)整，即通過降低右側(cè)人字架高度來降低右側(cè)小車軌道高度值。

3.2.2 方案實(shí)施

此時(shí)右側(cè)人字架的高度整體下降了16 mm，理論上右側(cè)小車軌道的高度也應(yīng)隨之有所降低，但經(jīng)過測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)并無明顯變化。為進(jìn)一步降低人字架高度以實(shí)現(xiàn)軌道高度的調(diào)整，割除了人字架底座而且將總高度值降低至40 mm，再次測(cè)量小車軌道高低差值，發(fā)現(xiàn)仍然無明顯變化。因此，通過調(diào)整人字架高度的做法也無法實(shí)現(xiàn)對(duì)小車軌道高低差的改變。

3.3 承軌梁表面的打磨或堆焊

承軌梁屬于岸橋大梁鋼結(jié)構(gòu)的一部分，與小車軌道之間以1層橡膠墊連接，理論上通過對(duì)承軌梁表面進(jìn)行增厚或減薄處理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車軌道高度的調(diào)整，從而解決小車軌道左右側(cè)出現(xiàn)的高低差問題。首先，考慮采用打磨的方法，對(duì)小車軌道較高一側(cè)的承軌梁表面進(jìn)行減薄處理，這個(gè)方案存在2個(gè)問題：一是由于工作環(huán)境處于高空，作業(yè)人員操作區(qū)域受限，無法保證打磨質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)打磨過度造成承軌梁蓋板上表面平整度超差；二是減薄后的承軌梁鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)減弱，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。若選擇堆焊加高的方法，通過對(duì)較低一側(cè)的承軌梁表面堆焊實(shí)現(xiàn)高度的調(diào)整，則又存在堆焊區(qū)域過大、堆焊不均勻、易產(chǎn)生過熱變形、焊后打磨作業(yè)量大等問題。

通過以上分析可知，采用打磨或堆焊的形式來調(diào)整軌道一側(cè)的高度值，這個(gè)方案也不可行。

3.4 軌道下安裝調(diào)整墊板

3.4.1 方案論證

由圖2檢測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，后大梁小車軌道高低差僅出現(xiàn)在長約13 m的區(qū)域內(nèi)，結(jié)合上述3.3方案的思路，如果能使該區(qū)域較低的左側(cè)小車軌道變高就能解決該區(qū)域軌道之間產(chǎn)生高低差的問題。顯然，在小車軌道上表面實(shí)施大面積堆焊是完全不可取的，但是如果在小車軌道與后大梁承軌梁之間以裝配的形式安裝1塊薄墊板，這樣能解決高低差問題，也不會(huì)損壞小車軌道或承軌梁表面。

增加調(diào)整墊板的方案需要重點(diǎn)注意或解決3個(gè)關(guān)鍵性問題：一是調(diào)整墊板兩端與承軌梁必須平緩過渡，以避免小車軌道與承軌梁之間出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致小車運(yùn)行至調(diào)整墊板位置時(shí)出現(xiàn)跳動(dòng)或異響，存在極大的安全隱患；二是固定調(diào)整墊板的方式必須安全可靠，避免后期出現(xiàn)松動(dòng)，增加高空檢修的工作量；三是調(diào)整墊板采用變厚度形式，厚度變化趨勢(shì)應(yīng)與小車軌道高低差值相對(duì)應(yīng)，確保安裝調(diào)整墊板后左右側(cè)小車軌道之間的高低差值符合要求。

通過以上理論分析結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，最終確定采用增加調(diào)整墊板的方案。調(diào)整墊板采取中間厚兩頭薄的形式，并結(jié)合小車軌道高低差數(shù)值分布情況來確定調(diào)整墊板的實(shí)際安裝位置(見圖4)。

圖4 安裝調(diào)整墊板位置圖

3.4.2 方案實(shí)施

本方案的重點(diǎn)是墊板的制作，必須確保墊板表面加工質(zhì)量符合要求。根據(jù)左右側(cè)軌道高低差數(shù)據(jù)制作薄墊板，按既定的方案墊板中間厚兩頭薄，即厚度尺寸由中間向兩端線性過渡，斜平面精銑前預(yù)留1 mm加工余量[1]，避免加工余量預(yù)留過大，產(chǎn)生機(jī)加工變形。同時(shí)，整個(gè)長度方向上還需加工若干個(gè)塞焊孔，用于固定調(diào)整墊板。塞焊縫中心的最小間隙必須為孔徑的4倍[2]。

將加工完成并經(jīng)過預(yù)處理的墊板吊裝至后大梁左梁上準(zhǔn)備安裝。在左側(cè)小車軌道承軌梁上標(biāo)記出墊板安裝位置，該區(qū)域軌道壓板全部被拆除，將該處小車軌道連同橡膠襯墊全部抬高固定。

將墊板吊裝至承軌梁上指定位置，并通過塞焊孔燒焊固定墊板與承軌梁，將塞焊孔表面磨平處理。墊板裝焊完畢后，再將軌道、橡膠墊等按要求重新安裝固定。

以上工作完成后復(fù)測(cè)左右側(cè)小車軌道高低差值，得到的最大值為9 mm，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

軌道下安裝調(diào)整墊板的方案可有效地解決大梁小車軌道之間存在高低差的問題。對(duì)比之前設(shè)定的方案，本方案可可行性強(qiáng)、成本低，方案實(shí)施時(shí)必須注意控制高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，通過前期的質(zhì)量控制和工藝改進(jìn)避免這類問題出現(xiàn)才是解決問題的根本。

4 結(jié)語

岸橋大梁上左右側(cè)小車軌道之間存在高低差是導(dǎo)致小車運(yùn)行產(chǎn)生異響原因，運(yùn)用在小車軌道與承軌梁之間增加墊板的方法，可有效地解決后大梁小車軌道之間存在高低差值的情況。這一方案的成功實(shí)施，可對(duì)解決岸橋制造中存在的同類問題提供參考。